时频特征

本文介绍了新型电力系统研究背景、多维时频故障特征以及故障辨识技术特点。

为研究特高压气体绝缘金属封闭输电线路在交接耐压试验和运行时绝缘击穿激发的暂态电压特征,利用在1100kV苏通GIL综合管廊工程安装的超宽频暂态电压监测系统,准确测量了GIL在耐压试验和运行时绝缘击穿所产生的暂态电压。分析了GIL在不同工况下典型绝缘击穿所产生暂态电压时域波形的持续时间、变化陡度以及幅值衰减特征。通过傅里叶变化分析了暂态波形的频域特征,发现特征频率与故障位置紧密相关。最后通过连续小波变换分析了暂态电压的时频特征,发现陡变电压的瞬时频率均超过了3MHz,可通过暂态电压的时频分布图准确判断GIL是否发生次生放电。通过对暂态电压时域和频域特征分析,有助于弄清GIL绝缘故障时暂态电压行波激发及传播特征,准确评估暂态电压对GIL的绝缘危害,提高特高压GIL运行的可靠性。

直流汇集送出系统具有效率高、体积小和无需无功补偿等优点，是未来远海风电场汇集送出的发展趋势。然而，相较于陆上架空线，送出海缆分布电容明显，区外故障时，长海缆分布电容电流使得线路两侧电流具有较大的差异，从而易导致基于暂态量的传统纵联保护误动作。针对该问题，提出基于故障分量时频突变特征的纵联保护原理。通过分析直流送出线路、换流器的暂态电流频率特征，考虑区内外故障时两侧暂态故障电流的频段差异，选择合适的保护应用频段。利用小波变换对故障电流进行时频变换，通过Wasserstein距离构造区内外故障识别判据，解决了区外金属或低阻故障时基于暂态时域量的纵联保护误动作问题。在半实物仿真平台(real-time digital simulation, RTDS)中搭建海上风电直流汇集送出系统模型，对所提保护方案进行仿真验证。仿真结果表明，所提保护方法能够可靠识别区内外故障，保护动作时间小于5 ms，耐受过渡电阻达300Ω，抗噪声能力达20 dB。